CN202956563U - 一种3d显示手机皮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种3D显示手机皮，包括：壳体、驱动装置、液晶光栅片和双摄像头成像装置；壳体用于容置手机，驱动装置设置于壳体上，用于与液晶光栅片电连接以向液晶光栅片提供电场；驱动装置不向液晶光栅片提供电场时，该液晶光栅片全透光且不改变入射光线的传播方向，在该液晶光栅片设置于手机显示屏上方且驱动装置向液晶光栅片提供电场时，该手机显示屏的左眼图像子像素光线和右眼图像子像素光线被液晶光栅片分离开，双摄像头成像装置用于利用人体红外光成像实现人手3D位移数据的输入。通过上述方式，本实用新型可在2D图像和3D图像模式之间做出选择，本实用新型可利用双摄像头成像装置实现人手3D位移数据的输入以达到非接触式操控手机的目的。

Description

一种3D显示手机皮

技术领域

本实用新型涉及3D显示技术领域，特别是涉及一种3D显示手机皮。 

背景技术

随着3D图像的流行，3D技术的创新也随之增加。3D图像是通过投射相邻的两张同一主题的图像来实现的，所述的两张同一主题的图像就是左眼和右眼立体图像对。3D显示技术的关键是怎样把“左眼图像”和“右眼图像”两组画面分别分配给左右眼。 

目前的3D显示设备，通常需要借助于3D眼镜将“左眼图像”和“右眼图像”两组画面分别分配给左右眼，使得用户观看到3D图像效果。对于近视眼用户，在佩带近视眼镜的情况下，不方便再佩带3D眼镜。 

因此有必要提供一种3D显示手机皮以解决上述技术问题。 

实用新型内容

本实用新型提供一种3D显示手机皮，所述3D显示手机皮利用驱动装置给设置于手机显示屏上的液晶光栅片加电压进而实现将手机显示屏的左眼图像子像素光线分配给左眼和右眼图像子像素光线分配给右眼，进而实现观看3D图像的目的。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种3D显示手机皮，包括： 

壳体，所述壳体用于容置手机； 

驱动装置，所述驱动装置设置于壳体上，用于与液晶光栅片电连接以向液晶光栅片提供电场； 

液晶光栅片，用于设置于壳体上以将手机装载于壳体内，所述驱动装置不向液晶光栅片提供电场时，所述液晶光栅片全透光且不改变入射光线的传播方向，在所述液晶光栅片设置于手机显示屏上方且驱动装置向液晶光栅片提供电场时，所述手机显示屏的左眼图像子像素光线和右眼图像子像素光线被液晶光栅片分离开； 

一个长方形的框架，所述液晶光栅片设置于框架上，所述框架可通过卡合 方式设置于壳体上； 

双摄像头成像装置，所述双摄像头成像装置设置于框架上，所述双摄像头成像装置包括人体红外光透光片，所述人体红外光透光片仅允许人体红外光透过，使得所述双摄像头成像装置仅能利用人体红外光形成人手原始图像数据，所述双摄像头成像装置利用其自带的无线数据发射模块将所述原始图像数据无线传输给手机本体上的处理器，以计算人手3D位移数据，手机可根据人手3D位移数据生成操作指令。 

其中，在所述液晶光栅片设置于手机显示屏上方时，所述液晶光栅片从迎向观察者的方向依次包括第一基板、第二基板、第一导电层、第二导电层和液晶层，其中，第一基板和第二基板相对设置，第一基板面向第二基板的表面上设置有第一导电层，第二基板面向第一基板的表面上设置有第二导电层，所述液晶层位于第一导电层和第二导电层之间，第一基板、第二基板、第一导电层、第二导电层对入射到其上的光线全透射，其中，所述驱动装置用于为第一导电层和第二导电层提供电场。 

其中，所述液晶层沿平行于所述第一基板和第二基板的方向上间隔设置有若干容置槽，所述容置槽内装载有液晶。 

其中，所述容置槽为长方体形状。 

通过上述方式，本实用新型提供的3D显示手机皮利用驱动装置给液晶光栅片加电压时，手机显示屏上的左眼图像子像素光线和右眼图像子像素光线分别被分配给左右眼，可实现观看3D图像的目的，而在未给液晶光栅片通电压时，手机显示屏的图像经液晶光栅片后显示为2D图像。因此，本实用新型的3D显示手机皮可方便用户在观看2D和3D图像模式之间做出选择，本实用新型的结构简单，方便携带，便于用户使用。进一步地，本实用新型提供的3D显示手机皮可利用双摄像头成像装置实现人手3D位移数据的输入以达到非接触式操控手机的目的。 

附图说明

图1是本实用新型的3D显示手机皮的第一实施例的结构示意图； 

图2是图1中液晶光栅片的剖面结构示意图； 

图3是图2中第一种结构的液晶光栅片的成像原理示意图； 

请参见图4，图4是图1中框架背向壳体的表面的结构示意图； 

图5-图10是本实用新型的3D显示手机皮的双摄像头成像装置实现手机手势数据输入过程中的人手坐标数据的模拟示意图。 

具体实施方式

请参见图1，图1是本实用新型的3D显示手机皮的第一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例的3D显示手机皮包括壳体12、驱动装置（未图示）和液晶光栅片11。其中，壳体12用于容置手机，驱动装置设置于壳体12上，驱动装置用于与液晶光栅片11电连接以向液晶光栅片11提供电场。驱动装置不向液晶光栅片11提供电场时，所述液晶光栅片11全透光且不改变入射光线的传播方向，在液晶光栅片11设置于手机显示屏上方且驱动装置向液晶光栅片11提供电场时，手机显示屏的左眼图像子像素光线和右眼图像子像素光线被液晶光栅片11分离开。所述液晶光栅片11用于设置于壳体12上以将手机装载于壳体12内。 

请进一参见图1，在本实用新型的优选实施例中，本实用新型的3D显示手机皮进一步包括：一个长方形的框架111，液晶光栅片11设置于框架111上，框架111可通过卡合方式设置于壳体12上。 

具体地，框架111上的第一侧部设置有一弯折部112，所述弯折部112垂直于框架111弯折，框架111上与第一侧部相对的第二侧部设置有两个插件113，框架111通过弯折部112和两个插件113卡合设置于壳体12上。在框架111通过卡合方式设置于壳体12上后，液晶光栅片11通过其电路外接部与驱动装置建立电连接，容置在壳体12中的手机的显示屏面向液晶光栅片11，手动闭合驱动装置的开关向液晶光栅片11提供电场，手机显示屏的左眼图像子像素光线和右眼图像子像素光线被液晶光栅片11分离开，左眼图像子像素光线进入左眼，右眼子图像子像素光线进入右眼，进而经过人脑的处理，形成3D图像效果。 

在本实用新型的实施例中，3D显示手机皮和手机是两个相互独立的个体，在需要裸眼观看手机显示屏上显示的3D格式的图像时，可以将手机容置在本实用新型的3D显示手机皮中，并使得壳体12上的驱动装置与液晶光栅片11电连接，通过闭合驱动装置的开关向液晶光栅片11提供电场，使得液晶光栅片11变成明暗相间的狭缝光栅，进而实现裸眼观看3D图像的目的。另外，在本实用新型的其他实施例中，3D显示手机皮不限于图1所示的结构，在具体的应用中本实用新型的3D显示手机皮不仅适用于长屏的手机，还可以适用于宽屏 的手机，另外手机后侧或者前侧如果设置有摄像头，壳体12或框架111可以根据手机的结构相应的改变，本实用新型对此不做限制。 

请参见图2，图2是图1中液晶光栅片的剖面结构示意图。如图2所示，在所述液晶光栅片11设置于手机显示屏上方时，图1中所示的液晶光栅片11从迎向观察者的方向看依次包括第一基板1101、第二基板1102、第一导电层1103、第二导电层1104和液晶层1105，其中，第一基板1101和第二基板1102相对设置，第一基板1101面向第二基板1102的表面上设置有第一导电层1103，第二基板1102面向第一基板1101的表面上设置有第二导电层1104，所述液晶层1105位于第一导电层1103和第二导电层1104之间。其中，第一基板1101、第二基板1102、第一导电层1103、第二导电层1104透光对入射到其上的光线全透射，驱动装置用于为第一导电层1103和第二导电层1104提供电场。 

其中，液晶层1105沿平行于第一基板1101和第二基板1102的方向上间隔设置有若干容置槽（未图示），容置槽内装载有液晶。 

其中，第一导电层1103和第二导电层1104都是透明的导电层，驱动装置用于控制第一导电层1103和第二导电层1104之间的电场的电压的值，进而实现对液晶折射率的控制。 

本实用新型的3D显示手机皮中的容置槽的结构有两种，具体地请参见图3。请参见图3，图3是图2中第一种结构的液晶光栅片的成像原理示意图。如图3所示，手机显示屏131`包括依次排列的左眼图像子像素131`和右眼图像子像素1312`对。其中，液晶光栅片11`包括第一基板（未图示）、第二基板（未图示）、第一导电层1103`、第二导电层1104`和液晶层1105`，其中，第一基板和第二基板相对设置，第一基板面向第二基板的表面上设置有第一导电层1103`，第二基板面向第一基板的表面上设置有第二导电层1104`，所述液晶层1105`位于第一导电层1103`和第二导电层1104`之间,液晶层1105`沿平行于第一基板和第二基板的方向上间隔设置有若干容置槽1106`，容置槽1106`内装载有液晶。图3中，容槽1106`为长方体形状。 

请进一步参见图3，经显示屏131`显示的图像光线入射到液晶光栅片11`上。在驱动装置的开关闭合时，第一导电层1103`和第二导电层1104`之间的电场电压V不等于零，容置槽1106`内装载的液晶变得不透光，液晶光栅片11`具体变现为狭缝光栅。手机显示屏131`的左眼图像子像素1311`光线经相邻容置槽1106`之间的缝隙入射到人的左眼14`内，而右眼图像子像素1312`光线经 相邻容置槽1106`之间的缝隙入射到人的右眼15`内。这样，观察者就能接收到视差图像对，进而观看到3D效果。相应地，在驱动装置断开时，第一导电层1103`和第二导电层1104`之间的电场电压V等于零，容置槽1106`内装载的液晶全透光且不改变入射光的传播方向，使得视差图像对无法通过液晶光栅片11`分离开，观察者只能观看到2D图像效果。 

请参见图4，图4是图1中框架背向壳体的表面的结构示意图。如图4所示，框架111上设置有双摄像头成像装置（未标示），双摄像头成像装置包括两个摄像头（左眼摄像头121和右眼摄像头122）。其中，双摄像头成像装置11的两镜头中心间距为固定值b，双摄像头成像装置11包括人体红外光透光片（未图示），人体红外光透光片仅允许人体红外光透过，而除人体红外光以外的环境光被最大限度地阻止透过，使得双摄像头成像装置仅能利用人体红外光形成人手的原始图像数据。 

具体地，当双摄像头成像装置无线接收到手机发出的开启双摄像头成像装置的指令后，左眼摄像头121和右眼摄像头122开始拾取周围环境中人手位置的原始图像数据，双摄像成像装置利用其自带的无线数据发射模块将原始图像数据无线传输给手机本体上的数据处理器，以计算人手3D位移数据，手机可根据人手3D位移数据生成操作指令。 

在本实用新型的一个优选实施例中，人体红外光透光片设置在左眼摄像头121和右眼摄像头122的镜头上。在本实用新型的另一个优选实施例中，人体红外光透光片设置在双摄像头成像装置的感光元件的表面上。人体红外光透光片的这两种位置设置方式都是为了阻止人体红外光以外的其他光线落在感光元件上成像，以达到减少环境光干扰的目的。 

请参见图5-图10，图5-图10是本实用新型的3D显示手机皮的双摄像头成像装置实现手机手势数据输入过程中的人手坐标数据的模拟示意图。图5-图10对应的空间直角坐标系XYZ中的XY平面位于感光元件的感光面上，左眼摄像头121的镜头中心点L和右眼摄像头122的镜头中心点R连线的中点在Z轴上。其中，X轴平行于直线RL。手机本体根据接收到的人手在XY面上感光元件感受到的图像的原始数据可以计算出人手在3D空间中所成的像点的位置。人手在XY平面内的位置坐标及运动情况可以通过原始图像数据简单直接地计算出来，在此不再赘述。本实用新型中着重描述像点位置的判断方法及像点深度的计算方法，假设模拟出的人手在感光元件的感光面上的汇聚成的两个图像 的y坐标相等。当然在本实用新型的实际应用中所利用的直角坐标系可以与上述XYZ坐标系不同，对比不作限制。 

请参见图5，手机本体得到的人手的图像原始数据的模拟坐标图如图5所示。其中，点P_L(x₁,0)的横坐标x₁是人手经左眼摄像头121汇聚在感光面上的像所对应的x坐标值，点P_R(x₂,0)的横坐标x₂是人手经右眼摄像头122汇聚在感光面上所对应的像x坐标值，且点P_R和点P_L的视差x₁-x₂<0，这种情况下，像点位于感光面之后。手机本体根据图5所示的坐标数据计算出的像点的位置，具体可见图6所示。 

请参见图6，左眼摄像头121的镜头中心点L和右眼摄像头122的镜头中心点R之间的线段LR的长度为b，线段LR与XY平面之间的距离=d。其中点P（0，z）是手机本体模拟出的像点的位置。在三角形LRP中，像点P的z坐标满足以下关系式： $\frac{(x_2-x_1)}{b}=\frac{z}{z+d}---\left(1\right),$

对（1）式变化后可得： $z=\frac{(x_2-x_1)d}{b-(x_2-x_1)}---\left(2\right).$

上述（1）和（2）式中b和d都是由双摄像头成像装置决定的常量，因此手机本体根据获得的原始图像数据中视差x₁-x₂的值，就可以计算出像点P的深度z+d。 

请参见图7，人手经左眼摄像头121和右眼摄像头122所成的图像在感光元件的感光面上汇聚于一点P，这时，视差x₁-x₂=0，手机本体根据视差的值计算出的像点的位置如图8所示，这种情况下，像点P的深度等于d。 

请参见图9，手机本体得到的人手的图像原始数据的模拟坐标如图9所示。与图5不同之处在于：视差x₁-x₂>0，此种情况下，像点位于感光面之前。手机本体根据图9所示的坐标数据计算出的像点的位置如图10所示。 

请参见图10，在三角形LRP中，像点P的z坐标仍满足（1）式和（2）式，同样可以计算出像点P的深度z+d。图10与图6所示的情况的不同之处在于：图10中视差x₁-x₂>0，使得计算出的像点的z坐标<0，进而使得计算出的像点的深度值<d；而图6中视差x₁-x₂<0，像点的z坐标>0，进而像点的深度 值>d。 

手机本体根据人手的原始图像数据得出视差值，并根据视差值可以计算出像点在3D空间中的瞬时位置坐标，然后根据不同时刻的瞬时3D位置坐标生成对应的用户的手势对应的操作指令。 

通过上述方式，本实用新型提供的3D显示手机皮利用驱动装置给液晶光栅片加电压时，手机显示屏上的左眼图像子像素光线和右眼像素图像光线分别被分配给左右眼，可实现观看3D图像的目的，而在未给液晶光栅片通电压时，手机显示屏的图像经液晶光栅片后显示为2D图像。因此，本实用新型的3D显示手机皮可方便用户在观看2D和3D图像模式之间做出选择，本实用新型的结构简单，方便携带，便于用户使用。进一步地，本实用新型提供的3D显示手机皮可利用双摄像头成像装置实现3D手势数据的输入以达到非接触式操控手机的目的。 

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。 

Claims (4)

1.一种3D显示手机皮，其特征在于，所述3D显示手机皮包括：

壳体，所述壳体用于容置手机；

驱动装置，所述驱动装置设置于壳体上，用于与液晶光栅片电连接以向液晶光栅片提供电场；

液晶光栅片，用于设置于壳体上以将手机装载于壳体内，所述驱动装置不向液晶光栅片提供电场时，所述液晶光栅片全透光且不改变入射光线的传播方向，在所述液晶光栅片设置于手机显示屏上方且驱动装置向液晶光栅片提供电场时，所述手机显示屏的左眼图像子像素光线和右眼图像子像素光线被液晶光栅片分离开；

一个长方形的框架，所述液晶光栅片设置于框架上，所述框架可通过卡合方式设置于壳体上；

双摄像头成像装置，所述双摄像头成像装置设置于框架上，所述双摄像头成像装置包括人体红外光透光片，所述人体红外光透光片仅允许人体红外光透过，使得所述双摄像头成像装置仅能利用人体红外光形成人手原始图像数据，所述双摄像头成像装置利用其自带的无线数据发射模块将所述原始图像数据无线传输给手机本体上的处理器，以计算人手3D位移数据，手机可根据人手3D位移数据生成操作指令。

2.根据权利要求1所述的3D显示手机皮，其特征在于，在所述液晶光栅片设置于手机显示屏上方时，所述液晶光栅片从迎向观察者的方向依次包括第一基板、第二基板、第一导电层、第二导电层和液晶层，其中，第一基板和第二基板相对设置，第一基板面向第二基板的表面上设置有第一导电层，第二基板面向第一基板的表面上设置有第二导电层，所述液晶层位于第一导电层和第二导电层之间，第一基板、第二基板、第一导电层、第二导电层对入射到其上的光线全透射，其中，所述驱动装置用于为第一导电层和第二导电层提供电场。

3.根据权利要求2所述的3D显示手机皮，其特征在于，所述液晶层沿平行于所述第一基板和第二基板的方向上间隔设置有若干容置槽，所述容置槽内装载有液晶。

4.根据权利要求3所述的3D显示手机皮，其特征在于，所述容置槽为长方体形状。

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